城市管廊运维方案

时间：2024-10-27

综合管廊的控制部分是保证综合管廊、运行的**。区域控制器负责所在片区的综合监控任务及数据处理，将现场采集到的数据上传，同时下发上位的控制指令。因此，对产品的稳定性、性、环境耐受性提出很高的要求。根据规定，综合管廊自动化控制主要包含七大系统：消防系统，通风系统，供电系统，照明系统，监控与报警系统，排水系统，标示系统。
1 系统网络架构设计
综合管廊控制系统的性要求高，且现场环境湿度大，存在腐蚀性、可燃性气体，对硬件产品品质有很高的要求。同时控制系统还需要有灵活的结构，以便于后期系统的扩展，冗余光纤工业以太环网及信息技术的高度集成也是项目的一个特点。综合管廊是未来智慧城市重要组成部分，所以对综合管廊自控系统的信息化程度要求很高。综合管廊信息化程度很大程度上决定于综合管廊的系统网络架构。
1.1网络拓扑结构

一般，综合管廊系统架构可分为如下三类。

(1)传统离散型网络架构。每个ACu均配置PLc，再由交换机组，这种网络结构优点是可以分散Acu故障风险，每个区域Acu相对立，可以单完成简单逻辑控制；缺点是网络可扩展性差，设备成本和运维成本高。如果区域Acu损坏，因涉及到编程，需要人员重新下载程序。

（2）控制结合远程IO网络架构，这种网络架构可*大程度节省硬件成本、调试成本、维护成本，通常硬件损坏不涉及到编程，可以直接换IO模块，降低运维成本；缺点是PLc运行负荷大，风险高，网络扩展性能也相对较差。

（3）分级式网络架构。每1～2 km设置控制PLc，其间5～10个ACU采用远程IO。这些PLc再组成环网，*终上传到值班，值班冗余PLC+分变电所异地冗余PLC+*分区Acu远程IO的分级式网络架构兼具以上网络架构的优点。

1.2开放式实时以太网协议
由于存在远程IO，同时网络节点数量多，拓扑复杂，故对现场网络实时性有很高的要求。传统TCP／IP网络已成为办公网络统一标准，但由于其协议本身的缺点，不能作为工业现场网络协议。基于此种需求，近年来工业实时以太网协议在工业现场环境得到广泛应用。目前，主流工业实时以太网协议主要有PROFINET和Ethernet／IP两种。其中Ethernet／IP具有数据量小、速度快等特点，主要适用于运动控制领域；PROFINET具有数据量大、实时性好等特点，特别适用于大型网络。采用PROFINET协议组成网络架构，硬件上可以做到“一网到底”，现场光纤环网可同时接入视频信号、电话信号等网络通信。PROFINET是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准，可以确保在网络传输中重要数据的传输性。每个区域内需要将摄像机影像传送至监控。摄像机影像数据与信号采制数据特点如表1所示。

将PROFINET应用于管廊监控，可以将数据采集、控制信号、视频影像信号在同一个物理网络传输。PROFINET协议相较于普通以太网协议具有较高的数据性，确保整个监控网络正常运行。
1.3控制层系统配置
PLC是控制层逻辑控制的**，根据综合管廊使用环境、功能要求等，可分为如下几种类型。
(1)监控PLc。负责与下层PLc通信，将所有收集数据进行汇总，并提供开放数据接口，与上位信息系统进行通信。一般采用大型冗余PLc，以保稳定性、性。
(2)*分区PLC。如采用离散式系统架构，则该PLC负责该*分区采集与逻辑运算，并与监控PLc进行数据交换。由于管廊现场环境恶劣(高温、高湿、多尘)，一般也建议采用中型PLc(小型PLC普遍环境耐受性差，市场定位一般为0EM工厂客户，虽然逻辑功能和处理速度等方面勉强能满足系统要求，但在构成大型网络拓扑的组网能、对上位信息系统的开放性支持及链接数量、整个产品定位及产品所采用的元器件方面均导致该产品在整体性能上不能满足综合管廊苛刻的环境及功能要求)。管廊系统庞大，子站多，网络结构复杂，整个项目对*分区PLc组网能、可扩展性能上要求很高。另管廊所处地带气候潮湿，土地盐碱，因此在管廊中的凝结水一般都具有很高的盐碱性，对设备腐蚀及损害大。故对在该环境下运行的设备具有很高的要求。

3.4平台子系统
3.4.1电力监控
电力监控主要针对10/0.4kV地面或地下变电所，对变电所高压回路配置微机保护装置及多功能仪表进行保护和监控，对0.4kV出线配置多功能计量仪表，用于测控出线回路电气参数和用能情况，可实时监控高低压供配电系统开关柜、变压器微机保护测控装置、发电机控制柜、ATS/STS、UPS，包括遥控、遥信、遥测、遥调、事故报警及记录等。

3.4.2环境监测
环境监测包括温湿度、烟感温感、积水浸水、可燃气体浓度、门禁、视频、空调、消防数据的采集、展示和预警，同时也可接入管廊舱室内的水泵和通风排烟风机等设备集成的三方系统完成管廊环境综合监控。

3.4.3电气
AcrelEMS-UT能效管理系统针对配电系统的电气隐患配置相应的电气火灾传感器、温度传感器，消防设备电源传感器、*门状态传感器，接入消防疏散照明以及指示灯具的状态实时显示，并且对UPS的蓄电池温度、内阻进行实时监视，发生异常时通过声光、短信、APP及时预警。

3.5相关平台部署硬件选型清单
3.5.1电力监控及配电室环境监控系统

3.5.2电气火灾监控系统

3.5.3消防设备电源监控系统

4 结语

介绍了便于综合管廊运维的系统集成方案，可负责所在片区的综合监控任务和数据处理，将现场采集到的数据上传，下发上位的控制指令，同时系统还需要有灵活的结构，以便于后期系统的扩展。

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